车载扬声器播放音量调整装置、方法及车辆与流程

本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种车载扬声器播放音量调整装置、方法及车辆。

背景技术：

当前汽车信息娱乐系统不断演进，但听音乐的依然是人们驾车时主要的娱乐方式，行车播放音乐过程中，如果车内人进行交谈时扬声器声音过大往往干扰用户的谈话，需要用户手动调低扬声器音量，在交谈结束后再手动调高音量。

现有技术忽略了车内音乐播放过程对人谈话的干扰，因此，有必要提供一种车载扬声器播放音量调整和控制装置以达到既不影响欣赏音乐也不影响人谈话的目的，并减少用户频繁调整音量的工作。

技术实现要素：

本发明要解决的一个技术问题是如何提供一种车载扬声器播放音量调整和控制装置以达到既不影响欣赏音乐也不影响人谈话的目的，并减少用户频繁调整音量的工作。

本发明提供一种车载扬声器播放音量调整装置，包括：麦克风、音频功率放大器、扬声器、数字信号处理电路、扬声器音量控制模块；其中，麦克风用于获取车内的声音，所述车内的声音包括车内扬声器声音、车内的用户谈话声音；所述数字信号处理电路与所述麦克风、音频功率放大器相连接，所述数字信号处理电路包括数模转化器ADC、平均音量计算单元RMS、话音检测器VAD、比较器、增益电路、减法电路、卷积电路；所述数模转化器包括第一数模转化器、第二数模转化器；所述平均音量计算单元包括第一平均音量计算单元、第二平均音量计算单元；其中，第一数模转化器用于获取音频功率放大器的播放音量，第二数模转化器用于根据麦克风获取的声音获取车内声音信号；话音检测器用于根据车内声音信号判断是否同时存在用户谈话声音、扬声器声音；平均音量计算单元用于如果同时存在用户谈话声音、扬声器声音，通过第一平均音量计算单元确定扬声器声音平均音量RMS1，通过第二平均音量计算单元用户谈话声音平均音量RMS2；比较器用于判断用户谈话声音平均音量RMS2是否不大于设定音量值，所述设定音量值根据所述扬声器声音平均音量RMS1确定；扬声器音量控制模块，与数字信号处理电路相连接，用于当用户谈话声音平均音量RMS2不大于设定音量值时，以设定比例降低扬声器的音量值使得所述设定音量值小于用户谈话声音平均音量RMS2；音频功率放大器使得扬声器按照降低后的音量值播放。

进一步地，数字信号处理电路还包括冲击响应模块，冲击响应模块用于如果检测到扬声器的声音，确定扬声器到麦克风的传递函数H(s)＝Y(s)/X(s)，通过离散化得到数字域传递函数H(z),进而获取冲击响应函数h(n)。

进一步地，数字信号处理电路用于：确定检测到的扬声器声音和用户谈话声音Y(t)+M(t)，通过所述第二数模转换器获取声话综合信号为y(n)+m(n)；将音频功率放大器的参考信号X(t)经过第一数模转换器ADC1处理、经过离散化后得到x(n)；通过已经得到的X(t)到Y(t)的冲击响应函数h(n)得到y(n)＝x(n)*h(n)；通过所述减法电路根据所述声话综合信号y(n)+m(n)以及扬声器传递到麦克风的声音信号y(n)获取车内用户谈话声音信号m(n)；将车内用户谈话声音信号m(n)输入到话音检测器VAD，判断是否存在用户谈话声音，当判断存在用户谈话声音时，则数字信号处理电路执行判断用户谈话声音平均音量RMS2是否不大于设定音量值。

进一步地，数字信号处理电路还用于：在执行过所述降低音量指令的设定时间后根据车内声音信号判断是否同时存在扬声器声音、用户谈话声音；如果检测不到用户谈话声音，则执行音量提高指令，将扬声器音量恢复到降低之前的音量。

进一步地，增益电路用于确定所述设定音量值，其中，所述设定音量值为所述扬声器声音平均音量RMS1的设定比例值；或，所述设定音量值为所述扬声器声音平均音量RMS1与设定分贝值的和。

进一步地，用户谈话声音包括用户与用户的谈话声音、用户与智能设备的谈话声音。

进一步地，扬声器音量控制模块以设定比例逐次降低扬声器的音量，每降低一次计数器计数一次。

进一步地，扬声器音量控制模块用于如果检测不到用户谈话声音，则根据计数器计数结果执行音量提高指令，将扬声器音量恢复到降低之前的音量。

本发明还提供一种车辆，包括：如上所述的车载扬声器播放音量调整装置。

本发明还提供一种车载扬声器播放音量调整方法，包括：检测车内的声音获取车内声音信号，所述车内的声音包括扬声器声音、车内的用户谈话声音；根据车内声音信号判断是否同时存在扬声器声音、用户谈话声音；如果同时存在扬声器声音、用户谈话声音，确定扬声器声音平均音量RMS1及用户谈话声音平均音量RMS2；判断用户谈话声音平均音量RMS2是否不大于设定音量值，所述设定音量值根据所述扬声器声音平均音量RMS1确定；当用户谈话声音平均音量RMS2不大于设定音量值时，向扬声器发送降低音量命令以降低扬声器的音量，其中，以设定比例降低扬声器的音量值使得所述设定音量值小于用户谈话声音平均音量RMS2；使得扬声器按照降低后的音量值播放。

进一步地，判断是否同时存在扬声器声音、用户谈话声音之前包括：检测是否存在扬声器声音；如果检测到扬声器的声音，确定扬声器到麦克风的传递函数H(s)＝Y(s)/X(s)，通过离散化得到数字域传递函数H(z),进而获取冲击响应函数h(n)。

进一步地，所述判断是否同时存在扬声器声音、用户谈话声音包括：根据检测到的扬声器声音和用户谈话声音Y(t)+M(t)获取声话综合信号为y(n)+m(n)；将音频功率放大器的参考信号X(t)经过处理、离散化后得到信号为x(n)；通过已经得到的X(t)到Y(t)的冲击响应函数h(n)得到y(n)＝x(n)*h(n)；根据所述声话综合信号y(n)+m(n)以及扬声器传递到麦克风的声音信号y(n)获取车内用户谈话声音信号m(n)；将车内用户谈话声音信号m(n)输入到话音检测器VAD，判断是否存在用户谈话声音，当判断存在用户谈话声音时，执行判断用户谈话声音平均音量RMS2是否不大于设定音量值的步骤。

进一步地，所述当用户谈话声音平均音量RMS2不大于设定音量值时，向扬声器发送降低音量命令以降低扬声器的音量之后包括：在执行过所述降低音量指令的设定时间后根据车内声音信号判断是否同时存在扬声器声音、用户谈话声音；如果检测不到用户谈话声音，则执行音量提高指令，将扬声器音量恢复到降低之前的音量。

进一步地，所述设定音量值根据所述扬声器声音平均音量RMS1确定包括：所述设定音量值为所述扬声器声音平均音量RMS1的设定比例值；或，所述设定音量值为所述扬声器声音平均音量RMS1与设定分贝值的和；和/或，用户谈话声音包括用户与用户的谈话声音、用户与智能设备的谈话声音；和/或，以设定比例逐次降低扬声器的音量，每降低一次、计数器计数一次；和/或，如果检测不到用户谈话声音，则根据计数器计数结果执行音量提高指令，将扬声器音量恢复到降低之前的音量。

本发明提供车载扬声器播放音量调整装置、方法及车辆，通过数字信号处理技术对车载空间中的扬声器声音和谈话语音信号进行分离，然后根据扬声器声音和谈话语音对比结果调整音乐播放音量，达到谈话音量高于扬声器音量的效果，不需手动控制音量即可实现对扬声器音量的控制从而达到音乐声音不影响谈话的效果。

附图说明

图1示出本发明一个实施例的一种车载扬声器播放音量调整装置的电路结构示意图。

图2示出本发明一个实施例的一种车载扬声器播放音量调整方法的流程图。

图3示出本发明一个实施例的车辆的结构框图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。

图1示出本发明一个实施例的一种车载扬声器播放音量调整装置的电路结构示意图，包括：麦克风101、音频功率放大器102、扬声器103、数字信号处理电路104、扬声器音量控制模块105；其中，麦克风101用于获取车内的声音，所述车内的声音包括车内扬声器声音、车内的用户谈话声音；所述数字信号处理电路104与所述麦克风101、音频功率放大器102相连接，用于判断车内用户谈话声音音量是否不大于设定音量值，其中，所述设定音量值根据所述扬声器的音量值确定；扬声器音量控制模块105与数字信号处理电路104相连接，用于当用户谈话声音不大于设定音量值时，降低扬声器的音量值使得根据扬声器的音量确定所述设定音量值小于用户谈话声音音量；音频功率放大器105使得扬声器按照降低后的音量值播放。

在一个实施例中，增益电路用于确定所述设定音量值，其中，所述设定音量值为所述扬声器声音平均音量RMS1的设定比例值；或，所述设定音量值为所述扬声器声音平均音量RMS1与设定分贝值的和。

举例而言，所述增益电路用于确定所述设定音量值为所述扬声器声音平均音量RMS1的设定比例值，例如，所述设定音量值设定为所述扬声器声音平均音量RMS1的k倍，该k值的取值范围可以为1.1到1.5，例如，可以将k的取值设定为1.15；或，所述增益电路确定所述设定音量值为所述扬声器声音平均音量RMS1与设定分贝值的和；例如，设定分贝值取值范围可以为8-15分贝例如10分贝，使得扬声器声音低于用户谈话声音。

本发明提供的车载扬声器播放音量调整装置，通过数字信号处理电路对车载空间中的扬声器声音和谈话语音信号进行分离，然后根据扬声器声音和谈话语音对比结果调整音乐播放音量，达到谈话音量高于扬声器音量的效果，不需手动控制音量即可实现对扬声器音量的控制从而达到音乐声音不影响谈话的效果。

在一个实施例中，用户谈话声音包括用户与用户的谈话声音、用户与智能设备的谈话声音。

在一个实施例中，所述数字信号处理电路104包括数模转化器(analog to digital converter，ADC)1041、平均音量计算单元(root mean square，RMS)1042、话音检测器(Voice Activity Detection，VAD)1043、比较器(Comparator)1044、增益电路1045、减法电路1046、卷积电路1047；其中，所述数模转化器包括第一数模转化器、第二数模转化器；所述平均音量计算单元包括第一平均音量计算单元、第二平均音量计算单元。

参照图1所示，所述麦克风依次与所述数字信号处理电路的第二数模转化器、减法电路、话音检测器、比较器相连接，所述音频功率放大器与所述第一数模转化器、卷积电路、第一平均音量计算单元、增益电路、比较器相连接。所述扬声器音量控制模块与所述比较器、话音检测器相连接。

在一个实施例中，第一数模转化器用于获取音频功率放大器放大的播放音量，第二数模转化器用于根据麦克风获取的声音获取车内声音信号；话音检测器1043用于根据车内声音信号判断是否同时用户谈话声音、扬声器声音；平均音量计算单元1042用于如果同时用户谈话声音、扬声器声音，通过第一平均音量计算单元确定扬声器声音平均音量RMS1通过第二平均音量计算单元用户谈话声音平均音量RMS2；比较器1044用于判断用户谈话声音平均音量RMS2是否不大于设定音量值，所述设定音量值根据所述扬声器声音平均音量RMS1确定；扬声器音量控制模块105还用于当用户谈话声音平均音量RMS2不大于设定音量值时，以设定比例降低扬声器的音量值使得所述设定音量值小于用户谈话声音平均音量RMS2。

在一个实施例中，数字信号处理电路还包括冲击响应模块，冲击响应模块用于如果检测到扬声器的声音，确定扬声器到麦克风的传递函数H(s)＝Y(s)/X(s)，通过离散化得到数字域传递函数H(z),进而获取冲击响应函数h(n)。

具体地，采用了预先测试音频功率放大器到麦克风电信号耦合的传递函数H(s)，由于车内扬声器和麦克风的位置基本是固定的，只需要测试一次即可。通过传递函数计算出实际传递到麦克风的音乐信号，再对麦克风收集的整体信号进行相减操作，从而达到扬声器声音、用户声音分离的目的。

在一个实施例中，数字信号处理电路104还用于：确定检测到的扬声器声音和用户谈话声音Y(t)+M(t)，通过所述第二数模转换器获取声话综合信号为y(n)+m(n)；将音频功率放大器的参考信号X(t)经过第一数模转换器ADC1处理、经过离散化后得到x(n)；通过已经得到的X(t)到Y(t)的冲击响应函数h(n)得到y(n)＝x(n)*h(n)；通过所述减法电路根据所述声话综合信号y(n)+m(n)以及扬声器传递到麦克风的声音信号y(n)获取车内用户谈话声音信号m(n)；将车内用户谈话声音信号m(n)输入到话音检测器VAD，判断是否存在用户谈话声音，当判断存在用户谈话声音时，则数字信号处理电路执行判断用户谈话声音平均音量RMS2是否不大于设定音量值。

在一个实施例中，数字信号处理电路还用于在执行过所述降低音量指令的设定时间后根据车内声音信号判断是否同时存在扬声器声音、用户谈话声音；如果检测不到用户谈话声音，则执行音量提高指令，将扬声器音量恢复到降低之前的音量。

在一个实施例中，扬声器音量控制模块包括计数器，扬声器音量控制模块以设定比例逐次降低扬声器的音量，每降低一次计数器计数一次。如果检测不到用户谈话声音，则根据计数器计数结果执行音量提高指令，将扬声器音量恢复到降低之前的音量。

在一个具体地实施例中，在使用该车载扬声器播放音量调整装置时，可以执行以下步骤：(1)通过麦克风收集到的扬声器发出的声音，确定扬声器到麦克风的传递函数H(s)＝Y(s)/X(s)，同时通过离散化得到数字域传递函数H(z)，进而得到单位冲击响应函数h(n)；(2)在存在谈话声音时，麦克风检测到扬声器音乐播放声音和谈话声音Y(t)+M(t)，此时通过音频功率放大器的参考信号X(t)经过数模转换器ADC1，离散化后得到x(n)，再通过卷积电路计算得到y(n)＝x(n)*h(n)；(3)麦克风收集的信号经过数模转换器ADC2后得到y(n)+m(n)，减去单纯扬声器传递到麦克风的声音y(n)，得到麦克风收集的谈话声音m(n)；(4)m(n)进入话音检测器VAD，VAD判断是否存在话音，当判断存在话音时，打开比较器Comparator；当没有检测到话音时，关闭比较器Comparator；(5)通过计算麦克风收集的音乐声音平均音量RMS1，计算麦克风接收到的谈话声音平均音量RMS2；RMS1信号增加10dB进入比较器，与RMS2进行比较，当比较器输出结果大于零，DSP向音量播放模块发送降低音量命令，降低播放的声音音量会反馈回麦克风，如果此时比较器Comparator输出结果为正，继续发送降低音量命令，从而形成闭环反馈，继续降低音量直至比较器输出结果小于零，停止发送降低音量命令。最终确保了谈话声音高于音乐播放音量10dB左右，保证了谈话声音不受干扰。(6)谈话结束后，由于话音检测器VAD检测不到声音，关闭比较器Comparator，同时通知音频播放音量控制模块，如果之前进行过音量降低操作，并进行了N次操作，记变量为N，此时需要进行N次音量增加操作，然后变量清零，恢复谈话前原始播放音量；(7)当没有检测谈话声音时，话音检测器关闭比较器，比较器不再发送降低音量命令，同时通知音频播放音量控制模块，此时音量降低操作变量为零，不进行音量增加操作。

表1示出整体音量控制逻辑可依据下表操作，判断条件包括话音检测器VAD是否开启(Y/N)，其中，播放器音量状态N是否为零，比较器时间输出大于零或者小于等于零。

本发明通过数字信号处理电路对车载空间中的音乐信号和话语音信号进行分离，然后进行对比音乐信号和话语音信号，根据对比结果调整音乐播放音量达到谈话音量高于音乐音量10dB效果，从而达到不需手动控制音量达到扬声器声音不影响谈话的效果。

表1

图2示出本发明一个实施例的一种车载扬声器播放音量调整方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤201，检测车内的声音获取车内声音信号，所述车内的声音包括扬声器声音、车内的用户谈话声音。具体地，用户谈话声音包括用户与用户的谈话声音、用户与智能设备的谈话声音。

在一个实施例中，判断是否同时存在扬声器声音、用户谈话声音之前包括：检测是否存在扬声器声音；如果检测到扬声器的声音，确定扬声器到麦克风的传递函数H(s)＝Y(s)/X(s)，通过离散化得到数字域传递函数H(z),进而获取冲击响应函数h(n)。

步骤202，根据车内声音信号判断是否同时存在扬声器声音、用户谈话声音。

在一个具体地实施例中，根据检测到的扬声器声音和用户谈话声音Y(t)+M(t)获取声话综合信号为y(n)+m(n)；将音频功率放大器的参考信号X(t)经过处理、离散化后得到信号为x(n)；通过已经得到的X(t)到Y(t)的冲击响应函数h(n)，得到y(n)＝x(n)*h(n)；根据所述声话综合信号y(n)+m(n)以及扬声器传递到麦克风的声音信号y(n)获取车内用户谈话声音信号m(n)；将车内用户谈话声音信号m(n)输入到话音检测器VAD；判断是否存在用户谈话声音，当判断存在用户谈话声音时，执行判断用户谈话声音平均音量RMS2是否不大于设定音量值的步骤。

步骤203，如果同时存在扬声器声音、用户谈话声音，确定扬声器声音平均音量RMS1及用户谈话声音平均音量RMS2。

步骤204，判断用户谈话声音平均音量RMS2是否不大于设定音量值，所述设定音量值根据所述扬声器声音平均音量RMS1确定。

在一个实施例中，所述设定音量值根据所述扬声器声音平均音量RMS1确定包括：所述设定音量值为所述扬声器声音平均音量RMS1的设定比例值；或，所述设定音量值为所述扬声器声音平均音量RMS1与设定分贝值的和。

步骤205，当用户谈话声音平均音量RMS2不大于设定音量值时，向扬声器发送降低音量命令以降低扬声器的音量，其中，以设定比例降低扬声器的音量值使得所述设定音量值小于用户谈话声音平均音量RMS2。

步骤206，使得扬声器按照降低后的音量值播放。

在一个实施中，以设定比例逐次降低扬声器的音量，每降低一次、计数器计数一次；如果检测不到用户谈话声音，则根据计数器计数结果执行音量提高指令，将扬声器音量恢复到降低之前的音量。

在一个实施例中，在执行过所述降低音量指令的设定时间后根据车内声音信号判断是否同时存在扬声器声音、用户谈话声音；如果检测不到用户谈话声音，则执行音量提高指令，将扬声器音量恢复到降低之前的音量。

需要说明的是，本发明的车载扬声器播放音量调整方法以及装置不仅仅限于在车内使用，也可以集成到移动终端或家庭音响，如果在移动终端、家庭音响开启扬声器播放音量调整的功能，当移动终端或家庭音响检测到谈话音量高于扬声器音量时，不需手动控制音量即可实现对扬声器音量的控制从而达到扬声器声音不影响谈话的效果。

在一个实施例中，本发明还提供一种车辆，该车辆包括如上所述的车载扬声器播放音量调整装置。图3示出本发明一个实施例的车辆的结构框图，参照图3所示，所述车辆包括车载扬声器播放音量调整装置，该车辆主要还包括：中控装置、智能驾驶模块313、仪表盘310以及中控显示器311、HUD(Head Up Display，平视显示器)抬头显示器312。仪表盘310具有12.3寸LCD显示设备，该仪表盘可以采用TI的J6CPU；仪表盘的操作系统可以基于QNX嵌入式系统，仪表盘可以用于显示车辆状态、车辆导航信息，所述车辆状态信息包括速度、转速、电量、胎压、车辆驻车、档位等。HUD抬头显示器312可以显示GPS导航信息、导航路径信息、时间信息等。

在一个实施例中，智能驾驶模块313可以用于处理与智能驾驶相关的操作，例如可以结合ADAS装置进行智能驾驶，该智能驾驶可以是完全无人的驾驶，也可以是驾驶员进行驾驶控制的辅助并线、车道偏移等高级辅助驾驶功能。

中控装置可以由多个模块组成，主要可以包括：主板301；SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高级技术附件)模块302，连接到如SSD303的存储设备，可以用来存储数据信息；AM(Amplitude Modulation，调幅)/FM(Frequency Modulation，调频)模块304，为车辆提供收音机的功能；WIFI(Wireless-Fidelity，无线保真)/Bluetooth模块306，为车辆提供WIFI/Bluetooth的服务；LTE(Long Term Evolution，长期演进)通信模块307，为车辆提供与电信运营商的通信功能；电源模块308，电源模块308为该中控装置提供电源；Switch转接模块309，该Switch转接模块309可以作为一种可扩展的接口连接多种传感器，例如如果需要添加夜视功能传感器、PM2.5功能传感器，可以通过该Switch转接模块309连接到中控装置的主板，以便中控装置的处理器进行数据处理，并将数据传输给中控显示器。

在一个实施例中，该车辆系统可以包括车载扬声器播放音量调整装置，车辆系统的装置可以执行以下方法：检测车内的声音获取车内声音信号，所述车内的声音包括扬声器声音、车内的用户谈话声音；根据车内声音信号判断是否同时存在扬声器声音、用户谈话声音；如果同时存在扬声器声音、用户谈话声音，确定扬声器声音平均音量RMS1及用户谈话声音平均音量RMS2；判断用户谈话声音平均音量RMS2是否不大于设定音量值，所述设定音量值根据所述扬声器声音平均音量RMS1确定；当用户谈话声音平均音量RMS2不大于设定音量值时，向扬声器发送降低音量命令以降低扬声器的音量，其中，以设定比例降低扬声器的音量值使得所述设定音量值小于用户谈话声音平均音量RMS2；使得扬声器按照降低后的音量值播放。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。